热力学一定律.ppt

3.2 热力学第一定律,分子因热运动而具有的能量,同温度下各个分子的分子动能K 不同,分子动能的平均值仅和温度有关,分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量, rr0时,rP;0时,rP;0时，P 最低,P 随物态的变化而变化,物体内所有分子的K 和P 总和,物体的内能与温度和体积有关，还和物体所含的分子数有关。,改变内能的两种方式,做功,热传递,对内,对外,吸热,放热,内能增加,内能增加,内能减少,内能减少,（外界对物体做功）,（物体对外界做功）,（物体从外界吸热）,（物体对外界放热）,学习重点：,学习难点：,1、能量守恒定律。 2、从能量转化的观点理解热力学第一定律，会用U = W + Q 分析和计算有关问题。,1、如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象； 2、热力学第一定律U = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定。,学习过程：,问：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种联系，我们就来研究这个问题.,问：改变物体内能的方式有哪些？,做功 和热传递,热力学第一定律,各量的正负号含义,应用,能量守恒定律,用动机不可能制成,总结,一、热力学第一定律,1.一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么： 如果外界做的功为，则它的内能如何变化？变化了多少？ 如果物体对外界做的功为，则它的内能如何变化？变化了多少？,2.一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么： 如果物体吸收热量，它的内能如何变化？变化了多少？ 如果放出热量，它的内能如何变化？变化了多少？,3.如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化U与热量及做的功之间又有什么关系呢？,1.一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少. ,返回,2.如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少.,返回,U = W + Q,该式表示的是内能的变化量跟功、热量的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律.,U 物体内能的增加量,W 外界对物体做的功,Q 物体吸收的热量,返回,二、定律中各量的正、负号及含义,返回,三、应用,例题：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2 ×105J。 问：是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？,解：根据U = W + Q 得 W = U Q = 4.2 ×105J 2.6×105J= 1.6×105J W为正值，外界对气体做功，做了1.6×105J 的功。,如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变，但是内能只增加了1.6×105J，这一过程做功情况怎样？,一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比， （ ） A气体内能一定增加 B气体内能一定减小 C气体内能一定不变 D气体内能是增是减不能确定,例题1,D,下列说法正确的是 （ ） A外界对气体做功，气体的内能一定增大 B气体从外界只收热量，气体的内能一定增大 C气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均 动能越大 D气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均 动能越大,例题2,D,例题3,下列说法正确的是 （ ） A外界对一物体做功，此物体的内能一定增加 B机械能完全转化成内能是不可能的 C将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变 D一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少,D,例题4,一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回一开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有 （ ） AQ1Q2=W2W1 BQ1=Q2 CW1=W2 DQ1Q2,点拨：整个过程的内能不变， E = 0,由热力学第一定律 E=W总+Q总=0,Q总= - W总, Q1Q2=W2W1,A,如图所示,密闭绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的一端固定于理想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为EP(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程 （ ） A EP全部转换为气体的内能 B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍 为弹簧的弹性势能 C EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能 D EP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换 为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能,例题5,D,同学们， 再见,